Radioastronomie: Vom Taubendreck zum Urknall

Der Astrophysiker Arno Penzias ist gestorben. Durch Zufall entdeckte der in München Geborene den kosmischen Mikrowellenhintergrund und lieferte damit den Nachweis, dass das Universum in einem großen Knall entstand.

Im deutschen Museum in München steht der Versuchsaufbau, der das Rätsel um den Ursprung des Universums gelüftet hat - drei graue Kästen, groß wie Kühlschränke. Der gebürtige Münchner und spätere Physik-Nobelpreisträger Arno Penzias hat sie dem Museum geschenkt - um daran zu erinnern, was Deutschland in der Nazizeit durch die Vertreibung und Ermordung von Juden verloren habe, wie Penzias' Tochter laut der New York Times einmal in einem Interview sagte.

Arno Penzias wurde am 26. April 1933 in München geboren. Seine jüdische Familie konnte 1938 der Deportation nach Polen knapp entkommen. Mit einem britischen Kindertransport gelangten der 6-jährige Penzias und sein Bruder nach England. Von dort wanderte die Familie 1940 in die USA aus, wo Penzias später Physik studierte. Bekannt war Arno Penzias für seine Entdeckung der sogenannten kosmischen Hintergrundstrahlung, für die er gemeinsam mit Robert W. Wilson 1978 den Nobelpreis erhielt.

1964 wollten die beiden bei den Bell Laboratories angestellten Radioastronomen mit einer Antenne eigentlich die Milchstraße genauer untersuchen. Doch eine Störfrequenz durchzog alle ihre Messungen, egal in welche Richtung sie das Radioteleskop wendeten. Sie dachten zunächst, Lärm wäre der Ursprung des störenden Signals, sie zogen Radar- und atomare Strahlung in Betracht, die beiden Physiker putzten sogar Taubendreck vom Boden der Antenne, deren Form an ein gewaltiges Horn erinnert. Es hätte ja auch daran liegen können.

Erst durch Zufall wurden Penzias und Wilson auf die Arbeit von Theoretikern der Princeton Universität aufmerksam, der entscheidende Hinweis: Was da so ärgerlich durch die Messung brummte, war kein Störsignal, sondern das erste Licht des Universums, entstanden im Urknall am Anfang von Zeit und Raum. Dieses Licht durchzieht als sogenannter kosmischer Mikrowellenhintergrund das gesamte Universum.

Damit war die große Debatte über die Entstehung des Kosmos beendet: Das Universum musste durch einen gewaltigen Knall an einem Punkt entstanden sein und sich seither ausdehnen. Für diese Theorie gab es in den 1960er-Jahren bereits einige Anhaltspunkte: Edwin Hubble hatte 1929 seine Beobachtung veröffentlicht, wonach ferne Galaxien sich weg bewegen und aus Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie von 1915 folgte, dass das Universum sich ausdehnen muss.

Aber die große konkurrierende Theorie der damaligen Zeit, das "Steady-State-Universum" konnte die fliehenden Galaxien ebenfalls erklären - und beinhaltete keinen mit dem menschlichen Vorstellungsvermögen kaum erfassbaren Startpunkt allen Seins. Stattdessen galt laut Steady-State: Das Universum gab es schon immer und Raum und Zeit erstreckten sich darin gleichmäßig. Die Entdeckung des komischen Mikrowellenhintergrunds ließ jedoch für die Physiker nur einen Schluss übrig: Es musste einen Urknall gegeben haben.

Die Entdeckung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds erklärte nicht nur die Entstehung des Universums. Genaue Karten der Hintergrundstrahlung werden noch heute untersucht. Sie zeigen leichte Schwankungen, in denen Fachleute Eigenschaften des frühen Universums ergründen können.

Arno Penzias blieb nach seiner Entdeckung fast 40 Jahre als Forscher bei den Bell Labs. Am Montag ist er in San Francisco gestorben. Er wurde 90 Jahre alt. Die äußeren Teile der Horn-Antenne stehen immer noch auf einem Hügel in Holmdel, New Jersey, und der Empfänger samt weiterer Ausrüstungstücke verbleiben im Deutschen Museum in München.